Uudne andmetalletustehnika pakub lahendust andmekeskuste energianäljale ({{commentsTotal}})

Autor/allikas: Kimel et al./Nature

Infoühikute – 1 ja 0 – töötlemisele kulutatakse umbes kaks protsenti maailmas toodetavast elektrist. Sellest märgatav osa kulub andmete kirjutamisel vabanevast soojusest vabanemiseks. Näitaja kahekordistub seejuures iga viie aastaga. Hollandi ja poola teadlased esitlevad nüüd süsteemi, mille abil eraldub bittide kirjutamisel soojust praegusest miljoneid kordi vähem.

''Näitasime, et meil võtab biti kirjutamine umbes 20 pikosekundit ehk see ületab tänapäeva tippseadmete jõudlust umbes viis korda. Kuid tähtsamana eraldub selle käigus viis miljonit korda vähem soojust. Vähemalt teoreetiliselt pole tegu veel piiriga,'' selgitas Hollandis asuva Radboudi ülikooli materjaliteadlane Alexey Kimel. Näiteks välkmälu puhul hajub ühte bitti kirjutades raudvarasse keskmiselt 10 nanodžauli (10-9) jagu energiat. Kimeli ja ta kaaslaste meetodi puhul oleks see kadu aga vaid paarkümmend attodžauli (10-18).

Eesti juurtega Kimel nentis, et inimeste kodu- ja sülearvutites ei hakka esitletud tehnikal põhinevaid seadmeid nägema mitte kunagi või vähemalt mitte nii pea. Bittide kirjutamiseks läheb tarvis femtosekundlaserit. Kiireimate keemiliste reaktsioonide toimumisajaga võrreldava pikkusega valgusimpulsside tekitamiseks kasutatav seade täidab pool tuba ja maksab umbes 100 000 eurot.

''Tänapäeval on aga arvutid seotud üha enam pilvega. Probleem andmete salvestamisel vabaneva soojusega tekib pigem seal. See on ka põhjus, miks ehitas näiteks Facebook oma moodsaima andmekeskuse Rootsi polaarjoone lähistele. Suurte andmekeskuste skaalal pole taoliste uudsete lahenduste kasutusse võtmine enam utoopiline,'' märkis materjaliteadlane. Samale viitas möödunud aastal ühele ruutsentimeetrile enam kui ühe terabaidi jagu infot mahutavate mäluseadet esitlenud Delfti ülikooli füüsik Sander Otte.

Uued väljakutsed
Viimase kümnendil on elektroonikatööstus tegelenud andmete talletamise kiirendamiseks kontseptsiooniga, kus eelsoojendatakse andmeühiku kirjutamiseks kasutatavat pinda laseriga. HRAM-i kasutatavad seadmed peaksid jõudma turule järgmisel aastal. Sealt edasi puudub aga selge nägemus, kuhu suunata pilk järgmisena. Kimeli ja ta kaaslaste lahendus pakub ühte võimalikku jätku.

Seade põhineb magnetismi uuringutes sageli kasutataval kristalli-sarnasel rauast ja ütriumist sõrestikul, kuhu on lisatud koobaltiioone. Need on aga valgusimpulside suhtes ülitundlikud. Optiline ergastatus võib muuta elektronide orbitaalset liikumist. See omakorda on seotud tugevalt nende magnetilise momendiga, mis mõjutavad omakorda terve piirkonna magnetisatsiooni. Vastavalt sellele, millises suunas kasutatav laserivalgus ise võngub, saab kirjutada ainesse ''1'' ja ''0'' ehk klassikalisi bitte.

Kimel nentis, et hetkel on bittide läbimõõt võrreldes tänapäeva kõvaketastega väga suur. ''Peame vähendama seda veel vähemalt kümme korda – 100 nanomeetrini, mis on valguse lainepikkusest palju väiksem. Valguse sedavõrd väikesele alalae koondamine pole kerge, kuid mitte võimatu,'' märkis materjaliteadlane. Töörühmal on selleks juba ka paar ideed.

Samuti lootis Kimel, et soojuskadu õnnestub veelgi vähendada. ''Kui magnetisatsiooni muutmisest rääkida termodünaamika kontekstis, siis on kahel asendil võrdne energia ja entroopia. Seega pole selge, miks peaks selle käigus üldse soojust eralduma. Tahame selle teooria proovile panna. Iseasi, kus reaalsus meile piirid paneb,'' muigas materjaliteadlane.

Kimel meenutas, et kuigi ringpolariseerunud valgust on uuritud üle maailma, tehti seda ka Tartu ülikoolis. Näiteks tegeles 1980. aastatel magnetvälju tekitavate ringpolariseerunud foononitega füüsik Karl Rebane.

Uurimus ilmus ajakirjas Nature.



Mida uskuda, mida mitte?Mida uskuda, mida mitte?
See ei ole tõde enne, kui Sergei Lavrov seda eitab ehk infosõda 2.0

Sellise märkusega võeti kokku neljapäevane infosõja-teemaline paneelarutelu rahvusvahelises kaitseuuringute keskuses. Infosõda ei ole iseenesest meile võõras mõiste – sarnaseid strateegilisi püüdeid elanikkonna teadvust mõjutada on dokumenteeritud juba ammu. Sisuliselt ei tehta praegusel ajal midagi teistmoodi, ainult vahendid on teised. Võitluses propagandistliku sisuga on võtmetähtsus eelkõige meediaharitusel, aga ka heal huumorimeelel, selgus arutelu käigus.

Tartu Ülikooli bioinformaatika professor Jaak Vilo.Tartu Ülikooli bioinformaatika professor Jaak Vilo.
Vilo: riigist sõltub, kas IT-firmadele jagub tehisintellekti arendajaid

Kui veel viie aasta eest soovisid IT-ettevõtted peamiselt programmeerijaid ning tehisintellekti spetsialistide vastu oli huvi leige, siis nüüd otsivad needsamad firmad tikutulega just tehisintellekti arendajaid. Tartu ülikooli bioinformaatika professor Jaak Vilo ültes teadussaates „Labor“, et praegu on riigi valik, kui palju neid tippspetsialiste suudavad ülikoolid koolitada.

Rakvere Tark MajaRakvere Tark Maja
Arhitekt Ülar Mark: tulevikumaja tunneb elanikku ja on säästlik

Mai-Juuni Horisondile antud intervjuus räägib uuendusliku väikemaja Koda arhitekt Ülar Mark tarkadest majadest.

Ükssarvvaalad aitavad jää sulamist mõõta

Põhja-Jäämeres elutsevad ükssarvvaalad ehk narvalid tulevad teadlastele kliimamuutuse uurimisel appi.

WannaCry rünnakut oleks viga siduda ühe üksiku tegijaga.WannaCry rünnakut oleks viga siduda ühe üksiku tegijaga.
Küberekspert lunavararünnakust: tarvis läheks palju suuremat vapustust

Maailmas kümneid tuhandeid arvuteid tabanud WannaCry rünnakut oleks viga seostada vaid ühe organisatsiooni või rühmitusega, leiab küberjulgeoleku ekspert James Scott. Inimeste valvsuse tõstmiseks ja küberhügieeni parandamiseks läheb tarvis aga märksa suuremat vapustust.